【正文】 ***21 ***112rddrrsMip??? ? ??????由 可以得到： 由 可以得到： * * *1**2rqsdMi?? ?? ，稱為轉(zhuǎn)差頻率CSSSE 2022/1/4 第七章 矢量控制技術(shù) 61 *21ddMi??**? ?* * 2 * ** * * * * * * * * *1 2 1 2 2 1 2 2 *1 1 2q d d q q de q dp M i i L p MT p M i i LiL? ? ? ? ? ? ?勵(lì)磁電流 轉(zhuǎn)矩電流 ２．間接型矢量控制 穩(wěn)態(tài)時(shí)* * * *21d s q eiT?? ? ?當(dāng) 恒定時(shí)，? ? * * * * * *2 2 1 210d r d r d dp M i p??? ? ? ? ? ? ?*式： 中，2 0q?? *因?yàn)槭抢硐胧噶靠刂疲? * *1**2rqsdMi?? ??結(jié)論：當(dāng) 恒定時(shí)，控制 即可控制 和 。* * * *d 1 q 1 e si i T ω間接型矢量控制為理想矢量控制時(shí)，又可稱為轉(zhuǎn)差頻率型矢量控制變頻調(diào)速 CSSSE 2022/1/4 第七章 矢量控制技術(shù) 62 ? ?*** * * * * * * *2 2 1 2 1*1 rd r d r d d drMp M i ip????? ? ? ? ? ? ? ?由 式： 可得到２．間接型矢量控制 動(dòng)態(tài)時(shí)與**d2 d1Ψi結(jié)論： 理想矢量控制時(shí)， 之間是一階慣性關(guān)系。2d?eT3? ? ?? dq????AiBiCi1i?1i?1di1qi?rrMp? ??2MpL LT1psJ r?－ ＋ 異步電動(dòng)機(jī)矢量變換與解耦數(shù)學(xué)模型圖 CSSSE 2022/1/4 第七章 矢量控制技術(shù) 63 六、矢量控制系統(tǒng) 矢量控制系統(tǒng) (Vector Control System)： 由于進(jìn)行坐標(biāo)變換的是代表磁動(dòng)勢(shì)的電流空間矢量，所以 這樣通過(guò)坐標(biāo)變換實(shí)現(xiàn)的控制系統(tǒng)就叫做矢量控制系統(tǒng) (VCS)。 下面所要討論的均是 基于 轉(zhuǎn)差頻率型矢量控制 方案構(gòu)成的矢量控制系統(tǒng)， 可稱為 轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng) CSSSE 2022/1/4 第七章 矢量控制技術(shù) 64 ? ? 電流源驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)Controll根據(jù)電源驅(qū)動(dòng)方式劃分，異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)可以分為電流源驅(qū)動(dòng)方式：控制器的輸出指令是三相交流電流電壓源驅(qū)動(dòng)方式：控制器的輸出指令ed Current System ，CCS電壓源驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng)Controlled V是三相交ol流電壓tage? ???????????????? System ，CVS六、矢量控制系統(tǒng) CSSSE 2022/1/4 第七章 矢量控制技術(shù) 65 1. 電流源驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng) ** * *1 2 2* * * *1 1rd d drrs siMM??????? ? ? ? ?????勵(lì)磁電流指令值PI轉(zhuǎn)矩電流指令值由調(diào)節(jié)器計(jì)算得到*? 通過(guò)轉(zhuǎn)差頻率型矢量控制方案得到Ai*r?IM PWM 電壓型 逆變器 PG *1di*1qi*s?*1?*?r?*Ai*Bi*Ci**1*1rqdii?＋ 1s＋ ＋ 3dq??＋ ＋ ＋ ＋ ＋ ＋ － － － *1 1rsM ????????PI *2d?＋ ＋ － r?BiCiCSSSE 2022/1/4 第七章 矢量控制技術(shù) 66 1. 電流源驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng) P WM系統(tǒng)硬件：(1) 交流電動(dòng)機(jī)(2) 驅(qū)動(dòng)器：電流跟蹤型 控制電壓型逆變器(3) 反饋元件：測(cè)速發(fā)電機(jī)、電流互感器其他部分均由計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)CSSSE 2022/1/4 第七章 矢量控制技術(shù) 67 1 1 21 1 1 1 11 1 21 1 1 1 12d d dq q quiR L p L pML R L pqpLd? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ? ???軸系下的電壓方程式的 得到定 回路由 子２ . 電壓源驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng) 2 1 2 0d d qMi? ? ? ?采用理想矢量控制： ，非干涉控制： 定子電壓指令值可以直接由定子電流指令值計(jì)算得到 ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 2 2 1 1 1 1 1 1d d q d d qq d q d d qu R L p i L i M p L R L p i L iu L i R L p i M L L i R L p i? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?*** * * * *111 1 1 1* * * * *1 1 1 1ddqquiR L p LL R L p????? ? ? ?????? ? ? ????? ? ? ???? ? ? ?dq軸系下的電壓方程式 CSSSE 2022/1/4 第七章 矢量控制技術(shù) 68 *? 仍然通過(guò)轉(zhuǎn)差頻率型矢量控制方案得到２ . 電壓源驅(qū)動(dòng)異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng) *r?IM PWM 電壓型 逆變器 PG *1di*1qi*s?*1?*?r?**1*1rqdii?＋ 1s＋ ＋ 3dq??PI ＋ ＋ － r?非干涉 控制 *1du*1qu*Au*Bu*CuCSSSE 2022/1/4 第七章 矢量控制技術(shù) 69 3. 帶有直流控制環(huán)的異步電動(dòng)機(jī)矢量控制系統(tǒng) PI直流電壓指令值由 調(diào)節(jié)器計(jì)算給出*r?PWM 電壓型 逆變器 PG *1di*1qi*s?*1?*?r?**1*1rqdii?＋ 1s＋ ＋ 3dq??PI ＋ ＋ － r?*1du*1qu*Au*Bu*Cu＋ ＋ PI PI ＋ － ＋ － 3 dq? ?1di1qiAuBuCuAiBiCiIM 采用直流電流控制環(huán)的矢量控制系統(tǒng)的高速動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能優(yōu)于采用交流電流控制環(huán)的矢量控制系統(tǒng) CSSSE 2022/1/4 第七章 矢量控制技術(shù) 70 *1*1* * *2 1 2****1* * * *12 *111qdd d drrqs q d sdiisiMiii??????? ? ? ???????上述轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)具有的共同特點(diǎn)有：（1） 轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的輸出作為定子電流轉(zhuǎn)矩分量的給定 ；（2） 定子電流勵(lì)磁分量給定信號(hào) 與轉(zhuǎn)子磁通給定信號(hào) 之間的關(guān)系滿足 ，由式中 的比例微分關(guān)系進(jìn)行磁通動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)；（3） 轉(zhuǎn)差頻率給定信號(hào) 與 和 的關(guān)系符合 。 該系統(tǒng)克服了轉(zhuǎn)差頻率控 制系統(tǒng)中的許多缺點(diǎn)，大大提高了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能六、矢量控制系統(tǒng) CSSSE 2022/1/4 第七章 矢量控制技術(shù) 71 2? 要使矢量控制系統(tǒng)具有和直流調(diào)速系統(tǒng)一樣的動(dòng)態(tài)性能，轉(zhuǎn)子磁鏈 在動(dòng)態(tài)過(guò)程中是否真正恒定是一個(gè)重要條件 上述各轉(zhuǎn)差型矢量控制系統(tǒng)對(duì)磁鏈的控制是開(kāi)環(huán)的，磁場(chǎng)定向是靠矢量控制公式計(jì)算出來(lái)的，在動(dòng)態(tài)中會(huì)存在偏差 為提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，應(yīng)對(duì)轉(zhuǎn)子磁鏈實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。轉(zhuǎn)子磁鏈很難直接測(cè)量，一般均需建立轉(zhuǎn)子磁鏈觀測(cè)模型，可以使用“直接型矢量控制”中得到的轉(zhuǎn)子磁鏈仿真器模型六、矢量控制系統(tǒng) CSSSE 2022/1/4 第七章 矢量控制技術(shù) 72 本章小結(jié) ? T型等效電路并不是異步電動(dòng)機(jī)唯一的等效電路，從定子側(cè)看輸入阻抗相同的等效電路在理論上應(yīng)該有無(wú)數(shù)個(gè)，從中可以選用對(duì)控制有用的等效電路 ? 坐標(biāo)變換是矢量運(yùn)算的基礎(chǔ)，坐標(biāo)變換分靜止坐標(biāo)變換和旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換，前者是簡(jiǎn)單的數(shù)值變換，后者是復(fù)雜的三角變換 ? 異步電動(dòng)機(jī)在靜止坐標(biāo)系的物理量是交流量，在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的物理量是直流量 CSSSE 2022/1/4 第七章 矢量控制技術(shù) 73 本章小結(jié) ? 根據(jù)異步電動(dòng)機(jī)在二相靜止坐標(biāo)系和二相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系的數(shù)學(xué)模型，可以分為直接型矢量控制和間接型矢量控制 ? 根據(jù)計(jì)算機(jī)控制器輸出的指令值是電流還是電壓可分為電流源驅(qū)動(dòng)矢量控制系統(tǒng)和電壓源驅(qū)動(dòng)矢量控制系統(tǒng) ? 根據(jù)電流控制環(huán)的性質(zhì)，可分為交流電流控制環(huán)矢量控制系統(tǒng)和直流電流控制環(huán)矢量控制系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)響應(yīng)后者優(yōu)越前者 CSSSE 2022/1/4 第七章 矢量控制技術(shù) 74 本章重點(diǎn)內(nèi)容 ? 各種坐標(biāo)變換的含義 、 各坐標(biāo)系的特點(diǎn) ? 矢量控制的概念 、 思路 ? 直接型 amp。間接型矢量控制的概念 、 基本結(jié)構(gòu) ? 理想矢量控制 、 非干涉控制的概念 CSSSE 2022/1/4 第七章 矢量控制技術(shù) 75 本章作業(yè) 1. 異步電動(dòng)機(jī)坐標(biāo)變換有幾種類型？三相靜止坐標(biāo)、二相靜止坐標(biāo)、二相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)中的電流、電壓分別為何種物理量？為什么？ 2. 什么叫做矢量控制？矢量控制的基本思路是什么？ 3. 什么叫做直接型矢量控制？什么叫做間接型矢量控制？ 4. 什么叫做非干涉控制？電壓源驅(qū)動(dòng)矢量控制系統(tǒng)有哪些特點(diǎn)？